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문제 정의
- 본 연구에서는 관형 알루미나 정밀여과막과 이산화티타늄(TiO2) 광촉매 코팅 PP 비드의 혼성 수처리 공정에서 주기적 물역세척을 실시한 경우, 물역세척 시간이 막오염과, 탁도 및 유기물의 처리효율에 미치는 영향을 살펴보았다. BT 변화 실험은 카올린과 휴믹산의 농도가 각각 30 mg/L와 10 mg/L인 모사용액을 대상으로, TiO2 광촉매 코팅 비드의 모듈 내 투입농도는 55.
제안 방법
- 150 mm) 크기의 망(8)을 설치한 모듈 출구를 통과시켜, 막모듈 안의 PP 비드가 처리수의 관로로 유실되는 것을 방지하였다. 2개의 UV 램프(15)를 모듈의 외부 양측에 설치하여, 실험하는 동안 조사하였다. 공급탱크(1)는 스테인레스 재질로 20 L의 용량이며, 항온순환기(3)(Model 1146, VWR, U.
- ) 광촉매 코팅 PP 비드의 혼성 수처리 공정에서 주기적 물역세척을 실시한 경우, 물역세척 시간이 막오염과, 탁도 및 유기물의 처리효율에 미치는 영향을 살펴보았다. BT 변화 실험은 카올린과 휴믹산의 농도가 각각 30 mg/L와 10 mg/L인 모사용액을 대상으로, TiO2 광촉매 코팅 비드의 모듈 내 투입농도는 55.5 g/L, 역세척 주기(FT) 10분으로 고정한 후, BT 조건을NBF, 6, 10, 15, 20, 25초로 각각 변화시켰다. Fig.
- NCMT-5231 분리막의 경우 탈착 후 550°C에서 30분간 강열한 다음, 15% 질산 수용액과 0.25 N 수산화나트륨 수용액에 각 각 1일 및 3시간 동안 화학세정을 실시하였다.
- 각각의 실험이 종료된 후 공급수로 사용한 모사용액을 배수한 다음, 15분 동안 수돗물을 순환시키면서 실험장치 및 분리막을 세척하였다. 그 다음 혼성모듈에서 TiO2를 분리한 후, 분리막을 탈착하였다.
- 관형 알루미나 정밀여과막(NCMT-7231) 및 TiO2 광촉매 코팅 PP 비드의 혼성공정에서 물역세척 시간(BT)의 영향을 살펴보기 위해, 모사용액의 카올린 농도를 30 mg/L, 휴믹산 농도를 10 mg/L에서 물역세척 주기(FT)를 10분으로 고정하고, BT를 NBF (no back-flushing), 6, 10, 15, 20, 25초로 변화시키면서 그 영향을 알아보았다. 광촉매 코팅 PP 비드의 영향 살펴보는 실험에서는, FT를 10분, BT를 10초로 고정하고, PP 비드의 모듈 투입량을 20, 30, 40, 50 g/L으로 변화시켰다.
- 광촉매 코팅 PP 비드의 혼성공정에서 물역세척 시간(BT)의 영향을 살펴보기 위해, 모사용액의 카올린 농도를 30 mg/L, 휴믹산 농도를 10 mg/L에서 물역세척 주기(FT)를 10분으로 고정하고, BT를 NBF (no back-flushing), 6, 10, 15, 20, 25초로 변화시키면서 그 영향을 알아보았다. 광촉매 코팅 PP 비드의 영향 살펴보는 실험에서는, FT를 10분, BT를 10초로 고정하고, PP 비드의 모듈 투입량을 20, 30, 40, 50 g/L으로 변화시켰다. 그리고 각 조건에서 180분 여과하는 동안 막오염에 대한 저항(Rf) 및 투과선속(J), 무차원화한 투과선속(J/J0), 총여과부피(VT)의 변화를 관찰하였다.
- 광촉매 코팅 PP 비드의 영향 살펴보는 실험에서는, FT를 10분, BT를 10초로 고정하고, PP 비드의 모듈 투입량을 20, 30, 40, 50 g/L으로 변화시켰다. 그리고 각 조건에서 180분 여과하는 동안 막오염에 대한 저항(Rf) 및 투과선속(J), 무차원화한 투과선속(J/J0), 총여과부피(VT)의 변화를 관찰하였다. 그리고 위의 모든 실험에서 다른 운전변수인 막간압력차(TMP)는 1.
- 그리고 위의 모든 실험에서 다른 운전변수인 막간압력차(TMP)는 1.80 bar, 역세척 압력은 2.50 bar, 유입유량은 1.0 L/min, 공급수의 온도는 20 ± 1.0°C로 일정하게 하였다.
- )와 연결된 동관 코일을 설치하여 공급수의 온도를 일정하게 유지하였다. 또한 공급탱크에는 교반기(4)를 설치하여 연속적으로 교반시켜, 공급수가 균질한 상태를 유지할 수 있도록 하였다. 공급수는 펌프(2)(Procon, Standex Co.
- 물 역세척 주기를 일정하게 유지하고, 물 역세척 시간을 변화 시키면서 그 영향을 알아보았다. 또한, PP 비드의 투입 농도가 탁도와 휴믹산 처리율 및 막오염에 미치는 영향을 고찰하였다. 한편, 본 연구결과를 동일한 광촉매 코팅 비드와 알루미나 한외여과막의 혼성공정에서 물 역세척 시간의 영향에 대한 결과[11]와 비교하여 고찰하였다.
- 여과 시간 및 역세척 시간 조절을 위하여 투과액 배출구와 역세척조의 처리수 배출구, 그리고 질소 투입구 및 역세척수의 모듈 내 투입구에 각각 솔레노이드 밸브(12)(solenoid valve : CKD, JPN)를 설치하였다. 또한, 원활한 역세척이 이루어질 수 있도록 역세척 동안 막 내부의 압력을 낮추기 위하여 막 모듈의 우회관에 솔레노이드 밸브를 장착하여, 역세척 시 공급수는 막 모듈 내로 공급되지 않고 우회관을 통해 공급탱크로 순환되게 하였다. 이들 다섯 개의 솔레노이드 밸브는 모두 하나의 시간 제어계(twin timer : OMRON, JPN)에 연결 부착되어 밸브의 개⋅폐가 동시에 일어나며, 역세척시 처리수는 질소탱크의 압력에 의해 막모듈의 하단부를 통하여 역세척이 수행하였다.
- )를 이용하여 측정하였다. 또한, 총용존고형물(TDS)은 conductivity meter (Model 162, ATI ORION, U.S.A.)로 측정하였다.
- 8 bar까지 측정할 수 있는 압력계를 설치하여 막 내에서의 압력차를 측정하였다. 막 모듈에서의 유량과 압력은 펌프 우회관과 농축수라인의 밸브(9)를 조절하여 일정하게 하였으며, 세라믹 막과 TiO2에 의해 처리된 투과수의 부피는 전자저울(11)(Ohaus, U.S.A.)로 무게를 측정하여 투과선속을 산정하였다. 투과선속을 측정하지 않을 때에는, 처리수가 역세척조(13)로 이동하도록 하였으며, 역세척조에 일정량 이상의 처리수가 모아지면 다시 공급탱크로 순환되어 실험하는 동안 공급수의 수질을 일정하게 유지하도록 하였다.
- 모사용액의 카올린 농도는 30 mg/L, 휴믹산의 농도는 6 mg/L로 고정하고, FT는 10분, BT는 10초로 일정한 조건에서, TiO2 광촉매 코팅 PP 비드의 모듈 내 투입 농도를 20, 30, 40, 50 g/L로 증가시키면서 광촉매를 코팅한 비드 농도의 영향을 고찰하였다. 광촉매 코팅 비드의 농도에 따라 3시간 운전하는 동안 Rf의 변화를 비교한 것이 Fig.
- 본 연구에서는 고도정수처리를 목적으로 주기적 물 역세척을 실시하면서, 탁질의 안정적인 제거를 위한 관형 알루미나 정밀여과막과 휴믹물질과, 같은 용존성 유기물 제거를 위한 광촉매 코팅 PP 비드를 하나의 모듈 형태로 구성하였다. 물 역세척 주기를 일정하게 유지하고, 물 역세척 시간을 변화 시키면서 그 영향을 알아보았다. 또한, PP 비드의 투입 농도가 탁도와 휴믹산 처리율 및 막오염에 미치는 영향을 고찰하였다.
- 본 연구에서는 고도정수처리를 목적으로 주기적 물 역세척을 실시하면서, 탁질의 안정적인 제거를 위한 관형 알루미나 정밀여과막과 휴믹물질과, 같은 용존성 유기물 제거를 위한 광촉매 코팅 PP 비드를 하나의 모듈 형태로 구성하였다. 물 역세척 주기를 일정하게 유지하고, 물 역세척 시간을 변화 시키면서 그 영향을 알아보았다.
- 본 연구에서는 고탁도 원수의 고도정수처리를 위하여, 관형 알루미나 정밀여과와 이산화티타늄 광촉매 코팅 PP 비드를 하나의 모듈로 구성하여, 휴믹산과 카올린의 모사용액을 대상으로 물역세척 시간 및 PP 비드 투입 농도에 따른 막여과 특성 및 처리효율을 알루미나 한외여과막을 사용한 기존의 결과[11]와 비교하여, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- )에 의해 공급탱크로부터 막 모듈 안으로 유입되며, 유입유량은 유량계(5)(NP-127, Tokyo keiso, Japan)를 이용하여 측정하였다. 분리막 모듈의 입구와 출구부에는 각각 6.8 bar까지 측정할 수 있는 압력계를 설치하여 막 내에서의 압력차를 측정하였다. 막 모듈에서의 유량과 압력은 펌프 우회관과 농축수라인의 밸브(9)를 조절하여 일정하게 하였으며, 세라믹 막과 TiO2에 의해 처리된 투과수의 부피는 전자저울(11)(Ohaus, U.
- 25 N 수산화나트륨 수용액에 각 각 1일 및 3시간 동안 화학세정을 실시하였다. 새로운 조건에서 운전하기 전에 막을 모듈에 설치한 후, 1차 증류수로 정상 운전하면서 투과량을 측정하여 막의 성능 회복여부를 확인하였다[13].
- 그 결과를 살펴보면, 역세척 시간이 가장 긴 BT 30초일 때 가장 높은 J/J0 값을 유지하였고, NBF에서부터 BT가 길어질수록 J/J0 값이 증가하는 경향을 보이고 있으나, 그 증가폭이 크지 않다. 알루미나 정밀여과 및 광촉매 코팅 PP 비드의 혼성 수처리 공정에서 BT의 변화에 따른 분리막 자체의 저항(Rm) 및 막오염에 대한 저항(Rf,180), 초기 투과선속(J0), 180분 운전 후 최종 투과선속(J180), J180/J0, 총여과부피(VT)를 Table 1에 정리하였다. Table 1의 결과를 살펴보면, 180분 운전 후 NBF의 J180/J0 값은 BT가 길어질수록 J180/J0은 증가하여, BT 30초일 때 J180/J0 값이 NBF 조건의 J180/J0 값에 비하여 1.
- 한편, 위쪽 막모듈 고정용 집게의 높이 조정이 가능하게 설계되어, 모듈의 크기가 바뀌어도 장착이 가능하다. 여과 시간 및 역세척 시간 조절을 위하여 투과액 배출구와 역세척조의 처리수 배출구, 그리고 질소 투입구 및 역세척수의 모듈 내 투입구에 각각 솔레노이드 밸브(12)(solenoid valve : CKD, JPN)를 설치하였다. 또한, 원활한 역세척이 이루어질 수 있도록 역세척 동안 막 내부의 압력을 낮추기 위하여 막 모듈의 우회관에 솔레노이드 밸브를 장착하여, 역세척 시 공급수는 막 모듈 내로 공급되지 않고 우회관을 통해 공급탱크로 순환되게 하였다.
- 이들 다섯 개의 솔레노이드 밸브는 모두 하나의 시간 제어계(twin timer : OMRON, JPN)에 연결 부착되어 밸브의 개⋅폐가 동시에 일어나며, 역세척시 처리수는 질소탱크의 압력에 의해 막모듈의 하단부를 통하여 역세척이 수행하였다.
- 정수처리의 대상이 되는 자연산유기물 중 상당 부분을 차지하는 휴믹물질과 탁도를 유발하는 점토성 무기물과 같은 미세 무기 입자를 모사하기 위하여 카올린과 휴믹산을 사용하였다. 모사용액은 카올린(Kaolin, Sigma-Aldrich)과 휴믹산(Humic acid sodium salt, Aldrich) 일정량을 증류수에 녹여 일정한 농도로 조제하여 사용하였다[11].
- 혼성 수처리 공정을 통한 탁질 및 용존 유기물질의 처리효율을 알아보기 위하여 공급수 및 처리수의 수질을 분석 하였으며, 실험장치의 운전 후 30분 간격으로 공급탱크와 처리수 관에서 시료를 채취하였다. 탁도(turbidity)는 turbidity meter (2100N, Hach, U.S.A.)를 사용하여 직접 측정하였다. 휴믹산과 같은 용존 유기물의 지표로 사용되는 UV254 흡광도는 UV spectrophotometer (GENESYS 10 UV, Thermo, U.
- 1은 본 연구에 사용한 십자흐름(cross-flow) 여과방식의 처리수로 역세척이 가능한 정밀여과 장치를 나타내었다. 탁질 및 용존 유기물 제거를 위하여, 세라믹 분리막 외부와 모듈(module) 내부 사이에 TiO2 분말을 코팅시킨 PP (polypropylene) 비드(7)로 채워 하나의 막 모듈(6) 형태로 구성하였다. 또한 세라믹 분리막과 TiO2 코팅 PP 비드를 통과한 처리수를, PP 비드의 크기보다 훨씬 작은 공경을 갖는 100 mesh (0.
- )로 무게를 측정하여 투과선속을 산정하였다. 투과선속을 측정하지 않을 때에는, 처리수가 역세척조(13)로 이동하도록 하였으며, 역세척조에 일정량 이상의 처리수가 모아지면 다시 공급탱크로 순환되어 실험하는 동안 공급수의 수질을 일정하게 유지하도록 하였다. 한편, 위쪽 막모듈 고정용 집게의 높이 조정이 가능하게 설계되어, 모듈의 크기가 바뀌어도 장착이 가능하다.
- 혼성 수처리 공정을 통한 탁질 및 용존 유기물질의 처리효율을 알아보기 위하여 공급수 및 처리수의 수질을 분석 하였으며, 실험장치의 운전 후 30분 간격으로 공급탱크와 처리수 관에서 시료를 채취하였다. 탁도(turbidity)는 turbidity meter (2100N, Hach, U.
- )를 사용하여 직접 측정하였다. 휴믹산과 같은 용존 유기물의 지표로 사용되는 UV254 흡광도는 UV spectrophotometer (GENESYS 10 UV, Thermo, U.S.A.)를 이용하여 측정하였다. 또한, 총용존고형물(TDS)은 conductivity meter (Model 162, ATI ORION, U.
대상 데이터
- 2개의 UV 램프(15)를 모듈의 외부 양측에 설치하여, 실험하는 동안 조사하였다. 공급탱크(1)는 스테인레스 재질로 20 L의 용량이며, 항온순환기(3)(Model 1146, VWR, U.S.A.)와 연결된 동관 코일을 설치하여 공급수의 온도를 일정하게 유지하였다. 또한 공급탱크에는 교반기(4)를 설치하여 연속적으로 교반시켜, 공급수가 균질한 상태를 유지할 수 있도록 하였다.
- 정수처리의 대상이 되는 자연산유기물 중 상당 부분을 차지하는 휴믹물질과 탁도를 유발하는 점토성 무기물과 같은 미세 무기 입자를 모사하기 위하여 카올린과 휴믹산을 사용하였다. 모사용액은 카올린(Kaolin, Sigma-Aldrich)과 휴믹산(Humic acid sodium salt, Aldrich) 일정량을 증류수에 녹여 일정한 농도로 조제하여 사용하였다[11].
- 본 연구에서 사용한 관형 세라믹 정밀여과막(NCMT- 7231)은 관형(tubular type)으로 α-alumina 지지층에 같은 재질인 α-alumina로 코팅한 것이며, 나노기공소재(주)에서 구입하였다.
- 본 연구에서 사용한 광촉매는 4~6 mm 직경의 PP(polypropylene) 비드(bead)에 TiO2 분말을 플라즈마 화학증착(Plasma Chemical Vapor Deposition) 공정으로 코팅시킨 것이다. 파장 352 nm의 UV 램프(8 W)를 막 모듈 외부에 두 개 설치하였다[11].
성능/효과
- BT가 길어질수록 막오염의 저항(Rf)은 급격히 감소하였으며, Rf이 감소함에 따라 VT가 증가하였으나, VT는 BT 10초일 때 가장 높게 나타났다. 이러한 결과는 BT 10초 조건에서 높은 초기 투과선속과 운전 중반부의 높은 투과선속에 기인한 것으로 판단된다.
- 한편, 알루미나 한외여과막을 사용한 선행 연구결과[11]에서는, J/J0 값이 PP 비드 40 g/L일 때 120분까지J/J0은 가장 높게 유지되었으나, 180분 운전 후 J180/J0 값은 광촉매 코팅 비드의 농도에 따라 큰 차이가 나타나지 않았다. PP 비드의 농도 10~30 g/L에서 Rf,180, J180, J180/J0 값이 거의 유사한 값을 보였으나, PP 비드의 농도가 감소할수록, 180분 운전 후 VT의 값은 감소하는 경향을 나타내었다. 따라서 선행 연구결과[11] 실험 범위에서 최적 PP 비드의 농도는 40 g/L이었다.
- 탁도 및 유기물의 수질분석을 통하여 BT 변화에 따른 공급수와 처리수의 수질 및 처리효율을 정리한 것이 Table 2과 Table 3이다. Table 2에서 보는 바와 같이, 공급수의 평균 탁도는 29.3~56.7 NTU이고 처리수의 탁도는 0.273~0.350 NTU로, 탁도의 처리효율은 99.0% 이상으로 높게 나타났으며, FT 변화의 영향이 뚜렷하게 보이지 않았다. 한편, 알루미나 한외여과막을 사용한 기존의 결과[11]에서는 NBF에서 98.
- 광촉매 코팅 PP 비드의 모듈 내 투입 농도 변화에 따른 공급수와 처리수의 평균 수질 및 평균 처리효율을 정리한 것이 Table 5와 Table 6이다. 공급수의 평균 탁도는 31.3~31.0 NTU이었으며, 처리수의 탁도는 0.274~0.438 NTU로 탁도의 처리효율은 PP 농도 30 g/L에서 99.5%로 가장 높게 나타났다. 반면에 알루미나 한외여과막을 사용한 선행 연구결과[11]에서는, 탁도의 처리효율은 PP 농도 40 g/L에서 99.
- 2는BT의 변화에 따른 Rf의 변화를 운전시간에 따라 나타낸 것이다. 그 결과, BT가 가장 긴 조건인 BT가 30초일 때 가장 낮은 Rf 값 5.933 kg/m2s을 보였으며, BT가 증가할수록 Rf 값이 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 평균기공이 0.
- 3이다. 그 결과를 살펴보면, 역세척 시간이 가장 긴 BT 30초일 때 가장 높은 J/J0 값을 유지하였고, NBF에서부터 BT가 길어질수록 J/J0 값이 증가하는 경향을 보이고 있으나, 그 증가폭이 크지 않다. 알루미나 정밀여과 및 광촉매 코팅 PP 비드의 혼성 수처리 공정에서 BT의 변화에 따른 분리막 자체의 저항(Rm) 및 막오염에 대한 저항(Rf,180), 초기 투과선속(J0), 180분 운전 후 최종 투과선속(J180), J180/J0, 총여과부피(VT)를 Table 1에 정리하였다.
- 이러한 결과는 분리막과 광촉매 혼성 수처리 공정에서 알루미나 한외여과막을 사용하는 것보다 알루미나 정밀여과막을 사용하는 것이 막오염과 처리수량 측면에서 더 불리하다는 것을 알 수 있었다. 그러나 본 연구에서도 가장 낮은 Rf,180과 가장 높은 J180, J180/J0 및 VT 측면에서 볼 때, 본 실험 범위에서 최적 BT 조건은 10초로 충분한 물역세척 효과를 볼 수 있음을 알 수 있었다. 이러한 결과 역시 기존의 결과[11]와 일치하는 것이다.
- 반면에, 알루미나 한외여과막을 사용한 기존의 결과[11]에서는 물역세척이 없는 조건(NBF)와 BT 6초에서는 막오염이 급격히 증가하여, 각각 60분과 150분 경과후 투과량이 너무 적어서 실험 더 이상 진행할 수 없었다. 그러나 알루미나 정밀여과막을 사용한 본 실험에서는 막오염이 증가하였지만 무리 없이 180분 동안 운전이 가능하였다. 이러한 결과는 BT가 길수록 역세척이 충분히 수행되어, 분리막 표면에 카올린 입자 및 휴믹물질의 케이크 층 형성을 지연시키거나, 케이크 층이 압밀화 되기 전에 탈착시켜 막오염이 둔화되는 것으로 판단된다.
- 5에서 비교한 바와 같이, J/J0 값이 PP 비드 20 g/L일 때 180분 동안 가장 높게 유지되었고, PP 비드 30 g/L일 때 가장 낮게 유지되었다. 따라서 J/J0 측면에서 보면, 본 연구 범위에서 최적 광촉매 코팅 PP 비드의 투입 농도는 20 g/L임을 알 수 있었다.
- 8% 증가하였다. 따라서 J180/J0 값 측면에서 본 연구에서 사용한 알루미나 정밀여과막의 혼성 수처리 공정의 최적 역세척 시간은 30초이지만, 알루미나 한외여과막을 사용한기존 결과[11]에서는 10초 간의 물역세척으로 충분하다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과로부터 동일한 재질의 세라믹 분리막이더라도 기공의 크기에 따라 최적 물역세척 시간이 다르다는 것을 도출할 수 있다.
- 92 L을 얻을 수 있었다. 따라서 본 연구 범위에서 최적 광촉매 코팅 PP 비드의 투입 농도는 20 g/L임을 재확인하였다. 한편, 알루미나 한외여과막을 사용한 선행 연구결과[11]에서는, J/J0 값이 PP 비드 40 g/L일 때 120분까지J/J0은 가장 높게 유지되었으나, 180분 운전 후 J180/J0 값은 광촉매 코팅 비드의 농도에 따라 큰 차이가 나타나지 않았다.
- 92 L를 얻었다. 따라서 본 연구 범위에서 최적 광촉매 코팅 PP 비드의 투입 농도는20 g/L임을 알 수 있었다. 한편, 알루미나 한외여과막을 사용한 선행 결과[11]에서는, J/J0은 PP 비드 40 g/L일때 120분까지 J/J0은 가장 높게 유지되었으나, 180분 운전 후 J180/J0는 광촉매 코팅 비드의 농도에 따라 큰 차이가 없어서, 실험 범위에서 최적 PP 비드의 농도는 40 g/L이었다.
- 이러한 결과는 BT 10초 조건에서 높은 초기 투과선속과 운전 중반부의 높은 투과선속에 기인한 것으로 판단된다. 따라서 알루미나 정밀여과막과 광촉매 코팅 PP 비드의 혼성 수처리 공정에서 최적의 물역세척 시간은 생산수량 측면에서는 BT 10초인 것을 알 수 있었다. 알루미나 한외여과막을 사용한 기존의 결과[11]와 비교해 보면, 기존 결과의 Rf,180은 3.
- 1%로 가장 높게 나타났다. 또한 광촉매 코팅 비드의 농도가 감소할수록, 휴믹산의 처리효율은 다소 감소하였다. 이러한 결과로부터, 탁도와 유기물의 처리효율 측면에서 본 연구의 최적 광촉매 코팅 PP 비드의 투입 농도는 30 g/L이었으나, 알루미나 한외여과막을 사용한 선행 결과[11]의 최적 PP 비드 농도는 40 g/L임을 규명하였다.
- 탁질 및 용존 유기물 제거를 위하여, 세라믹 분리막 외부와 모듈(module) 내부 사이에 TiO2 분말을 코팅시킨 PP (polypropylene) 비드(7)로 채워 하나의 막 모듈(6) 형태로 구성하였다. 또한 세라믹 분리막과 TiO2 코팅 PP 비드를 통과한 처리수를, PP 비드의 크기보다 훨씬 작은 공경을 갖는 100 mesh (0.150 mm) 크기의 망(8)을 설치한 모듈 출구를 통과시켜, 막모듈 안의 PP 비드가 처리수의 관로로 유실되는 것을 방지하였다. 2개의 UV 램프(15)를 모듈의 외부 양측에 설치하여, 실험하는 동안 조사하였다.
- 2%로 최대였고, BT가 길어질수록 증가하였다. 유기물 처리효율은 NBF에서 89.0%로 최대였고, BT 6~30초에서 일정한 경향을 보이지 않았으나 BT 10초에서 81.7%로 물역세척을 수행하는 경우 최대이었다. 반면에 알루미나 한외여과막을 사용한 결과[11]는 유기물 처리효율이 NBF에서 95.
- 127 cm-1로 나타났다. 유기물의 처리효율은 NBF에서 89.0%로 가장 높았으며, BT 6~30초에서는 일정한 경향을 보이지 않았으나 BT 10초에서 81.7%로 물역세척을 수행하는 경우 최대이었다. 반면에 알루미나 한외여과막을 사용한 기존의 결과[11]에서는 유기물의 처리효율이 NBF에서 95.
- 이렇게 본 연구결과와 차이를 보인 것은 동일한 알루미나 재질의 세라믹 분리막이더라도, 기공의 차이로 인한 막오염 현상이 다른 기작을 보이기 때문인 것으로 판단된다. 유기물의 처리효율을 선행 연구결과[11]와 비교하여 보면, 알루미나 정밀여과막을 사용한 본 연구결과에서는 68.6~89.0%이었으나, 알루미나 한외여과막을 사용한 기존 결과[11]의 NBF 조건에서 95.6%이지만, 물역세척을 실시하는 경우 73.7~95.6%로 기존의 알루미나 한외여과막의 유기물 제거율이 더 우수하다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 기공이 작은 알루미나 한외여과막을 사용한 경우, 180분 운전하는 동안 막오염이 보다 급격히 심화되어, 분리막 표면의 형성된 겔 층과 분리막 내부의 오염물질에 의해 더 효과적으로 유기물이 제거된 것으로 판단된다.
- 그러나 알루미나 정밀여과막을 사용한 본 실험에서는 막오염이 증가하였지만 무리 없이 180분 동안 운전이 가능하였다. 이러한 결과는 BT가 길수록 역세척이 충분히 수행되어, 분리막 표면에 카올린 입자 및 휴믹물질의 케이크 층 형성을 지연시키거나, 케이크 층이 압밀화 되기 전에 탈착시켜 막오염이 둔화되는 것으로 판단된다.
- 64 L 보다 더 적었다. 이러한 결과는 분리막과 광촉매 혼성 수처리 공정에서 알루미나 한외여과막을 사용하는 것보다 알루미나 정밀여과막을 사용하는 것이 막오염과 처리수량 측면에서 더 불리하다는 것을 알 수 있었다. 그러나 본 연구에서도 가장 낮은 Rf,180과 가장 높은 J180, J180/J0 및 VT 측면에서 볼 때, 본 실험 범위에서 최적 BT 조건은 10초로 충분한 물역세척 효과를 볼 수 있음을 알 수 있었다.
- 3%이었다. 이러한 결과들로부터 정밀여과막을 사용하는 광촉매 혼성 수처리 공정에서는 탁도의 제거율이 FT 변화의 영향을 받지 않는다는 것을 알 수 있었다. 알루미나 정밀여과막을 사용한 본 연구의 탁도 처리효율은 알루미나 한외여과막을 사용한 기존 결과[11] 88.
- 또한 광촉매 코팅 비드의 농도가 감소할수록, 휴믹산의 처리효율은 다소 감소하였다. 이러한 결과로부터, 탁도와 유기물의 처리효율 측면에서 본 연구의 최적 광촉매 코팅 PP 비드의 투입 농도는 30 g/L이었으나, 알루미나 한외여과막을 사용한 선행 결과[11]의 최적 PP 비드 농도는 40 g/L임을 규명하였다.
- 한편, 알루미나 한외여과막을 사용한 선행 결과[11]에서는, J/J0은 PP 비드 40 g/L일때 120분까지 J/J0은 가장 높게 유지되었으나, 180분 운전 후 J180/J0는 광촉매 코팅 비드의 농도에 따라 큰 차이가 없어서, 실험 범위에서 최적 PP 비드의 농도는 40 g/L이었다. 탁도와 유기물 처리효율은 PP 농도 30 g/L에서 각각 99.5%와 94.9%로 최대였다. 반면에 알루미나 한외여과막을 사용한 선행 연구결과[11]에서는, 탁도와 유기물 처리효율은 PP 농도 40 g/L에서 각각 99.
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